- add third_party src.
[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / third_party / skia / src / core / SkBitmapScaler.cpp
1 #include "SkBitmapScaler.h"
2 #include "SkBitmapFilter.h"
3 #include "SkRect.h"
4 #include "SkTArray.h"
5 #include "SkErrorInternals.h"
6 #include "SkConvolver.h"
7
8 // SkResizeFilter ----------------------------------------------------------------
9
10 // Encapsulates computation and storage of the filters required for one complete
11 // resize operation.
12 class SkResizeFilter {
13 public:
14     SkResizeFilter(SkBitmapScaler::ResizeMethod method,
15                    int srcFullWidth, int srcFullHeight,
16                    int destWidth, int destHeight,
17                    const SkIRect& destSubset,
18                    const SkConvolutionProcs& convolveProcs);
19     ~SkResizeFilter() {
20         SkDELETE( fBitmapFilter );
21     }
22
23     // Returns the filled filter values.
24     const SkConvolutionFilter1D& xFilter() { return fXFilter; }
25     const SkConvolutionFilter1D& yFilter() { return fYFilter; }
26
27 private:
28
29     SkBitmapFilter* fBitmapFilter;
30
31     // Computes one set of filters either horizontally or vertically. The caller
32     // will specify the "min" and "max" rather than the bottom/top and
33     // right/bottom so that the same code can be re-used in each dimension.
34     //
35     // |srcDependLo| and |srcDependSize| gives the range for the source
36     // depend rectangle (horizontally or vertically at the caller's discretion
37     // -- see above for what this means).
38     //
39     // Likewise, the range of destination values to compute and the scale factor
40     // for the transform is also specified.
41
42     void computeFilters(int srcSize,
43                         int destSubsetLo, int destSubsetSize,
44                         float scale,
45                         SkConvolutionFilter1D* output,
46                         const SkConvolutionProcs& convolveProcs);
47
48     SkConvolutionFilter1D fXFilter;
49     SkConvolutionFilter1D fYFilter;
50 };
51
52 SkResizeFilter::SkResizeFilter(SkBitmapScaler::ResizeMethod method,
53                                int srcFullWidth, int srcFullHeight,
54                                int destWidth, int destHeight,
55                                const SkIRect& destSubset,
56                                const SkConvolutionProcs& convolveProcs) {
57
58     // method will only ever refer to an "algorithm method".
59     SkASSERT((SkBitmapScaler::RESIZE_FIRST_ALGORITHM_METHOD <= method) &&
60              (method <= SkBitmapScaler::RESIZE_LAST_ALGORITHM_METHOD));
61
62     switch(method) {
63         case SkBitmapScaler::RESIZE_BOX:
64             fBitmapFilter = SkNEW(SkBoxFilter);
65             break;
66         case SkBitmapScaler::RESIZE_TRIANGLE:
67             fBitmapFilter = SkNEW(SkTriangleFilter);
68             break;
69         case SkBitmapScaler::RESIZE_MITCHELL:
70             fBitmapFilter = SkNEW_ARGS(SkMitchellFilter, (1.f/3.f, 1.f/3.f));
71             break;
72         case SkBitmapScaler::RESIZE_HAMMING:
73             fBitmapFilter = SkNEW(SkHammingFilter);
74             break;
75         case SkBitmapScaler::RESIZE_LANCZOS3:
76             fBitmapFilter = SkNEW(SkLanczosFilter);
77             break;
78         default:
79             // NOTREACHED:
80             fBitmapFilter = SkNEW_ARGS(SkMitchellFilter, (1.f/3.f, 1.f/3.f));
81             break;
82     }
83
84
85     float scaleX = static_cast<float>(destWidth) /
86                    static_cast<float>(srcFullWidth);
87     float scaleY = static_cast<float>(destHeight) /
88                    static_cast<float>(srcFullHeight);
89
90     this->computeFilters(srcFullWidth, destSubset.fLeft, destSubset.width(),
91                          scaleX, &fXFilter, convolveProcs);
92     this->computeFilters(srcFullHeight, destSubset.fTop, destSubset.height(),
93                          scaleY, &fYFilter, convolveProcs);
94 }
95
96 // TODO(egouriou): Take advantage of periods in the convolution.
97 // Practical resizing filters are periodic outside of the border area.
98 // For Lanczos, a scaling by a (reduced) factor of p/q (q pixels in the
99 // source become p pixels in the destination) will have a period of p.
100 // A nice consequence is a period of 1 when downscaling by an integral
101 // factor. Downscaling from typical display resolutions is also bound
102 // to produce interesting periods as those are chosen to have multiple
103 // small factors.
104 // Small periods reduce computational load and improve cache usage if
105 // the coefficients can be shared. For periods of 1 we can consider
106 // loading the factors only once outside the borders.
107 void SkResizeFilter::computeFilters(int srcSize,
108                                   int destSubsetLo, int destSubsetSize,
109                                   float scale,
110                                   SkConvolutionFilter1D* output,
111                                   const SkConvolutionProcs& convolveProcs) {
112   int destSubsetHi = destSubsetLo + destSubsetSize;  // [lo, hi)
113
114   // When we're doing a magnification, the scale will be larger than one. This
115   // means the destination pixels are much smaller than the source pixels, and
116   // that the range covered by the filter won't necessarily cover any source
117   // pixel boundaries. Therefore, we use these clamped values (max of 1) for
118   // some computations.
119   float clampedScale = SkTMin(1.0f, scale);
120
121   // This is how many source pixels from the center we need to count
122   // to support the filtering function.
123   float srcSupport = fBitmapFilter->width() / clampedScale;
124
125   // Speed up the divisions below by turning them into multiplies.
126   float invScale = 1.0f / scale;
127
128   SkTArray<float> filterValues(64);
129   SkTArray<short> fixedFilterValues(64);
130
131   // Loop over all pixels in the output range. We will generate one set of
132   // filter values for each one. Those values will tell us how to blend the
133   // source pixels to compute the destination pixel.
134   for (int destSubsetI = destSubsetLo; destSubsetI < destSubsetHi;
135        destSubsetI++) {
136     // Reset the arrays. We don't declare them inside so they can re-use the
137     // same malloc-ed buffer.
138     filterValues.reset();
139     fixedFilterValues.reset();
140
141     // This is the pixel in the source directly under the pixel in the dest.
142     // Note that we base computations on the "center" of the pixels. To see
143     // why, observe that the destination pixel at coordinates (0, 0) in a 5.0x
144     // downscale should "cover" the pixels around the pixel with *its center*
145     // at coordinates (2.5, 2.5) in the source, not those around (0, 0).
146     // Hence we need to scale coordinates (0.5, 0.5), not (0, 0).
147     float srcPixel = (static_cast<float>(destSubsetI) + 0.5f) * invScale;
148
149     // Compute the (inclusive) range of source pixels the filter covers.
150     int srcBegin = SkTMax(0, SkScalarFloorToInt(srcPixel - srcSupport));
151     int srcEnd = SkTMin(srcSize - 1, SkScalarCeilToInt(srcPixel + srcSupport));
152
153     // Compute the unnormalized filter value at each location of the source
154     // it covers.
155     float filterSum = 0.0f;  // Sub of the filter values for normalizing.
156     for (int curFilterPixel = srcBegin; curFilterPixel <= srcEnd;
157          curFilterPixel++) {
158       // Distance from the center of the filter, this is the filter coordinate
159       // in source space. We also need to consider the center of the pixel
160       // when comparing distance against 'srcPixel'. In the 5x downscale
161       // example used above the distance from the center of the filter to
162       // the pixel with coordinates (2, 2) should be 0, because its center
163       // is at (2.5, 2.5).
164       float srcFilterDist =
165           ((static_cast<float>(curFilterPixel) + 0.5f) - srcPixel);
166
167       // Since the filter really exists in dest space, map it there.
168       float destFilterDist = srcFilterDist * clampedScale;
169
170       // Compute the filter value at that location.
171       float filterValue = fBitmapFilter->evaluate(destFilterDist);
172       filterValues.push_back(filterValue);
173
174       filterSum += filterValue;
175     }
176     SkASSERT(!filterValues.empty());
177
178     // The filter must be normalized so that we don't affect the brightness of
179     // the image. Convert to normalized fixed point.
180     short fixedSum = 0;
181     for (int i = 0; i < filterValues.count(); i++) {
182       short curFixed = output->FloatToFixed(filterValues[i] / filterSum);
183       fixedSum += curFixed;
184       fixedFilterValues.push_back(curFixed);
185     }
186
187     // The conversion to fixed point will leave some rounding errors, which
188     // we add back in to avoid affecting the brightness of the image. We
189     // arbitrarily add this to the center of the filter array (this won't always
190     // be the center of the filter function since it could get clipped on the
191     // edges, but it doesn't matter enough to worry about that case).
192     short leftovers = output->FloatToFixed(1.0f) - fixedSum;
193     fixedFilterValues[fixedFilterValues.count() / 2] += leftovers;
194
195     // Now it's ready to go.
196     output->AddFilter(srcBegin, &fixedFilterValues[0],
197                       static_cast<int>(fixedFilterValues.count()));
198   }
199
200   if (convolveProcs.fApplySIMDPadding) {
201       convolveProcs.fApplySIMDPadding( output );
202   }
203 }
204
205 static SkBitmapScaler::ResizeMethod ResizeMethodToAlgorithmMethod(
206                                     SkBitmapScaler::ResizeMethod method) {
207     // Convert any "Quality Method" into an "Algorithm Method"
208     if (method >= SkBitmapScaler::RESIZE_FIRST_ALGORITHM_METHOD &&
209     method <= SkBitmapScaler::RESIZE_LAST_ALGORITHM_METHOD) {
210         return method;
211     }
212     // The call to SkBitmapScalerGtv::Resize() above took care of
213     // GPU-acceleration in the cases where it is possible. So now we just
214     // pick the appropriate software method for each resize quality.
215     switch (method) {
216         // Users of RESIZE_GOOD are willing to trade a lot of quality to
217         // get speed, allowing the use of linear resampling to get hardware
218         // acceleration (SRB). Hence any of our "good" software filters
219         // will be acceptable, so we use a triangle.
220         case SkBitmapScaler::RESIZE_GOOD:
221             return SkBitmapScaler::RESIZE_TRIANGLE;
222         // Users of RESIZE_BETTER are willing to trade some quality in order
223         // to improve performance, but are guaranteed not to devolve to a linear
224         // resampling. In visual tests we see that Hamming-1 is not as good as
225         // Lanczos-2, however it is about 40% faster and Lanczos-2 itself is
226         // about 30% faster than Lanczos-3. The use of Hamming-1 has been deemed
227         // an acceptable trade-off between quality and speed.
228         case SkBitmapScaler::RESIZE_BETTER:
229             return SkBitmapScaler::RESIZE_HAMMING;
230         default:
231             return SkBitmapScaler::RESIZE_MITCHELL;
232     }
233 }
234
235 // static
236 bool SkBitmapScaler::Resize(SkBitmap* resultPtr,
237                             const SkBitmap& source,
238                             ResizeMethod method,
239                             int destWidth, int destHeight,
240                             const SkIRect& destSubset,
241                             const SkConvolutionProcs& convolveProcs,
242                             SkBitmap::Allocator* allocator) {
243   // Ensure that the ResizeMethod enumeration is sound.
244     SkASSERT(((RESIZE_FIRST_QUALITY_METHOD <= method) &&
245         (method <= RESIZE_LAST_QUALITY_METHOD)) ||
246         ((RESIZE_FIRST_ALGORITHM_METHOD <= method) &&
247         (method <= RESIZE_LAST_ALGORITHM_METHOD)));
248
249     SkIRect dest = { 0, 0, destWidth, destHeight };
250     if (!dest.contains(destSubset)) {
251         SkErrorInternals::SetError( kInvalidArgument_SkError,
252                                     "Sorry, you passed me a bitmap resize "
253                                     " method I have never heard of: %d",
254                                     method );
255     }
256
257     // If the size of source or destination is 0, i.e. 0x0, 0xN or Nx0, just
258     // return empty.
259     if (source.width() < 1 || source.height() < 1 ||
260         destWidth < 1 || destHeight < 1) {
261         // todo: seems like we could handle negative dstWidth/Height, since that
262         // is just a negative scale (flip)
263         return false;
264     }
265
266     method = ResizeMethodToAlgorithmMethod(method);
267
268     // Check that we deal with an "algorithm methods" from this point onward.
269     SkASSERT((SkBitmapScaler::RESIZE_FIRST_ALGORITHM_METHOD <= method) &&
270         (method <= SkBitmapScaler::RESIZE_LAST_ALGORITHM_METHOD));
271
272     SkAutoLockPixels locker(source);
273     if (!source.readyToDraw() ||
274         source.config() != SkBitmap::kARGB_8888_Config) {
275         return false;
276     }
277
278     SkResizeFilter filter(method, source.width(), source.height(),
279                           destWidth, destHeight, destSubset, convolveProcs);
280
281     // Get a source bitmap encompassing this touched area. We construct the
282     // offsets and row strides such that it looks like a new bitmap, while
283     // referring to the old data.
284     const unsigned char* sourceSubset =
285         reinterpret_cast<const unsigned char*>(source.getPixels());
286
287     // Convolve into the result.
288     SkBitmap result;
289     result.setConfig(SkBitmap::kARGB_8888_Config,
290                      destSubset.width(), destSubset.height(), 0,
291                      source.alphaType());
292     result.allocPixels(allocator, NULL);
293     if (!result.readyToDraw()) {
294         return false;
295     }
296
297     BGRAConvolve2D(sourceSubset, static_cast<int>(source.rowBytes()),
298         !source.isOpaque(), filter.xFilter(), filter.yFilter(),
299         static_cast<int>(result.rowBytes()),
300         static_cast<unsigned char*>(result.getPixels()),
301         convolveProcs, true);
302
303     *resultPtr = result;
304     return true;
305 }
306
307 // static
308 bool SkBitmapScaler::Resize(SkBitmap* resultPtr,
309                             const SkBitmap& source,
310                             ResizeMethod method,
311                             int destWidth, int destHeight,
312                             const SkConvolutionProcs& convolveProcs,
313                             SkBitmap::Allocator* allocator) {
314     SkIRect destSubset = { 0, 0, destWidth, destHeight };
315     return Resize(resultPtr, source, method, destWidth, destHeight, destSubset,
316                   convolveProcs, allocator);
317 }